基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及人體健康監(jiān)護領(lǐng)域，特別是涉及基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人跌倒檢測和智能監(jiān)護系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國社會的老齡化問題日益加劇，其中老年人的健康安全監(jiān)護問題的需求日益增加。衛(wèi)生部2007年公布的《中國傷害預(yù)防報告》指出，老年人意外傷害的首要原因是跌倒。根據(jù)調(diào)查，49.7 %的城市老人獨自居住每年有25%的70歲以上老人在家中發(fā)生跌倒在跌倒后會面臨雙重危險，首先是跌倒本身直接造成的人體傷害，其次是如果跌倒后不能得到及時的救助，可能會導(dǎo)致更加嚴(yán)重的后果，因此跌倒是老年人群傷殘、失能和死亡的重要原因之一，嚴(yán)重影響老年人日常生活能力、身體健康及精神狀態(tài)，會給老年人造成巨大傷害，傷痛、慢性病急性發(fā)作、生活質(zhì)量急劇下降及沉重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)往往接踵而至，會給家庭和社會增加巨大的負(fù)擔(dān)，因此，如何預(yù)知老人跌倒的風(fēng)險并最大限度地減少跌傷程度，往往是親屬們最為關(guān)心的問題，能夠隨時檢測老年人跌倒事件的發(fā)生，讓老年人能夠及時獲得救治就顯得極為重要，這引起了跌倒檢測系統(tǒng)研制的興起和重視，它能夠有效檢測老年人是否發(fā)生跌倒并及時報警，保護了老年人群的健康與安全。
[0003]目前，傳統(tǒng)的監(jiān)護方法大多使用固定的醫(yī)療監(jiān)護儀，但是，這些監(jiān)護系統(tǒng)的適用范圍較窄，僅僅是面對有某些特定疾病的老人，并且大都需要老人手動操作。在老人跌倒等危險情況下并不能及時的進行智能判斷和告知家人。而現(xiàn)有的可穿戴設(shè)備的跌倒檢測方案大多只是利用了三軸加速度傳感器和陀螺儀，有一定的誤報率。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)除了采用加速度傳感器和陀螺儀以外，在室外子系統(tǒng)中還額外采用了振動傳感器和心率傳感器作為判斷的依據(jù)，提高了系統(tǒng)檢測跌倒行為的正確率;為了老人在家行動方便和提高舒適感，室內(nèi)子系統(tǒng)放棄了傳統(tǒng)的穿戴式設(shè)備，改用以攝像頭為主其它傳感器為輔的監(jiān)護模式，同樣保證了檢測的準(zhǔn)確率，且本系統(tǒng)不會保留攝像頭的視頻數(shù)據(jù)，老人的隱私得到了很好的保護。
[0005]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)，包括:室外子系統(tǒng)和室內(nèi)子系統(tǒng)，其中，
[0007]所述室外子系統(tǒng)用于監(jiān)測用戶室外是否跌倒并發(fā)出預(yù)警信息，其包括:室外傳感器模塊、藍(lán)牙模塊和監(jiān)護預(yù)警模塊，所述室外傳感器模塊包括若干傳感器，用于監(jiān)測用戶數(shù)據(jù)以判斷用戶是否發(fā)生跌倒;所述藍(lán)牙模塊從I/O 口接收所述室外傳感器模塊的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，并通過無線藍(lán)牙接口將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)護預(yù)警模塊;所述監(jiān)護預(yù)警模塊通過對接收的用戶數(shù)據(jù)進行實時處理，判斷用戶是否發(fā)生跌倒行為，若判斷發(fā)生，則發(fā)出第一預(yù)警信息;
[0008]所述室內(nèi)子系統(tǒng)用于監(jiān)測用戶室內(nèi)是否跌倒并發(fā)送預(yù)警信息，其包括:室內(nèi)傳感器模塊、攝像模塊、ARM主機和GPRS模塊，所述室內(nèi)傳感器模塊包括若干傳感器，用于監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)以判斷用戶是否發(fā)生跌倒，并將環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送至所述ARM主機;所述攝像模塊用于采集視頻圖像，并將視頻圖像發(fā)送至所述ARM主機;所述ARM主機通過對接收的環(huán)境數(shù)據(jù)和視頻圖像數(shù)據(jù)進行實時處理，判斷用戶是否發(fā)生跌倒行為，若判斷發(fā)生，則向所述GPRS模塊發(fā)出指令和圖像數(shù)據(jù);所述GPRS模塊用于發(fā)出第二預(yù)警信息。
[0009]進一步地，所述室外傳感器模塊包括人體振動傳感器、三軸加速度傳感器、陀螺儀和心率傳感器組成，上述各傳感器的通信接口與所述藍(lán)牙模塊的I/O接口相連。
[0010]進一步地，所述藍(lán)牙模塊采用基于1!1^51822的藍(lán)牙4.0開發(fā)板。
[0011]進一步地，所述監(jiān)護預(yù)警模塊通過調(diào)用已訓(xùn)練的支持向量機SVM算法對接收的用戶數(shù)據(jù)進行實時處理。
[0012]進一步地，所述室內(nèi)傳感器模塊包括地面振動傳感器、聲音傳感器和地磁傳感器，上述各傳感器的通信接口與所述ARM主機的I/O接口相連。
[0013]進一步地，所述ARM主機采用0MAPL138開發(fā)板，包括擴展I/O接口、視頻接口和TTL串口，其中，所述擴展I/o接口用于接收所述室內(nèi)傳感器模塊的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述視頻接口用于接收所述攝像模塊的視頻數(shù)據(jù)，所述TTL串口用于向所述GPRS模塊發(fā)送命令和數(shù)據(jù)。
[0014]進一步地，所述攝像模塊采用MT9V034攝像頭。
[0015]進一步地，所述GPRS模塊采用S頂900A模塊。
[0016]進一步地，所述第一預(yù)警信息是短信的形式，所述第二預(yù)警信息是彩信的形式，所述彩信包括所述攝像模塊拍攝的一張圖片。
[0017]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0018]I)本實用新型提出的基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)的室外子系統(tǒng)采用了更多的傳感器，提高了老人跌倒檢測的準(zhǔn)確率；
[0019]2)本實用新型提出的基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)的室內(nèi)子系統(tǒng)放棄可穿戴設(shè)備的檢測方法，改用攝像頭和其他傳感器，在保證檢測的準(zhǔn)確率的同時提高了老人在家的舒適感。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型公開的基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖；
[0021 ]圖2是室外子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖；
[0022]圖3是室內(nèi)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]實施例
[0025]參照圖1所示，圖1為本實用新型公開的基于計算機視覺和多傳感器融合信息的老人智能監(jiān)護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖，如附圖1所示，該老人智能監(jiān)護系統(tǒng)包括室外子系統(tǒng)和室內(nèi)子系統(tǒng)，其中室內(nèi)子系統(tǒng)用于監(jiān)測用戶室內(nèi)是否跌倒并發(fā)出預(yù)警信息，室外子系統(tǒng)用于監(jiān)測用戶室外是否跌倒并發(fā)送預(yù)警信息。
[0026]其中，室外子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖如附圖2所示，該子系統(tǒng)的組成及工作原理如下:
[0027](I)室外傳感器模塊佩戴于老人身上，各傳感器以50Hz的采樣頻率采集人體監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊的I/o 口發(fā)送到藍(lán)牙模塊上。其中室外傳感器模塊包括以下傳感器:人體振動傳感器、三軸加速度傳感器、陀螺儀、心率傳感器組成，傳感器的通信接口與藍(lán)牙模塊的I/o接口相連。其中，
[0028]a)人體振動傳感器:用于測量并產(chǎn)生振動信號，可通過人體是否有異常的振動情況來判斷是否發(fā)生跌倒。
[0029]b)加速度傳感器:個體運動時，會在三個正交方向產(chǎn)生不同的加速度，這些加速度的變化值可用來判斷身體姿勢的變化，是判斷個體是否發(fā)生跌倒的依據(jù)。
[0030]c)陀螺儀:現(xiàn)在陀螺儀可以精確地確定運動物體3個正交方向的轉(zhuǎn)角，通過陀螺儀可以獲取人體運動方位的變化來判斷跌倒。
[0031]d)心率傳感器:根據(jù)人體血液是紅色的，即人體血液會反射紅光吸收綠光的原理